Blog di Mangibene.it a cura di Alessandro Berardi

Archivio per la categoria 'Enogastronomia Molecolare di Alessandro Grosso'

L’equazione

L’equazione dell’Olio Extra Vergine d’oliva (Alias “grasso che NON cola” ;-) )

In questo caso parliamo d’Olio extra vergine d’oliva. Tutti saprete che la dizione grasso è correttamente affiancabile agli alimenti, ad elevato contenuto lipidico, di origine animale! Per i lipidi d’origine vegetale, quindi ivi compreso il prodotto della benamata, pacifica, nonché dignitosa, oliva (Olea europaea, famiglia Oleacee), si parla di oli.

E’ evidente dunque che si tratti di una provocazione :-D , chimica e gastronomica, riproducibile a livello quotidiano!

Andiamo al sodo:

Fig.1 Confronto tra oli di origine differente: a destra l’olio evidentemente cristallizzato, a sinistra il confronto che non ha subito la medesima modifica fisica.

nella foto qui sopra (fig. 1) vedete a confronto due ampolle, ciascuna contenente un differente Olio Extra Vergine d’Oliva. Entrambe hanno subito lo stesso processo: travasate dalle bottiglie originali (quelle che trovate facilmente sullo scaffale del vostro negozio o supermercato “di fiducia”), sono state semplicemente poste alla medesima temperatura (4-5 °C). Abbiamo controllato, inoltre, che le date di scadenza fossero sovrapponibili.

Dove vogliamo arrivare?!

E’ il caso di dire si tratti di una “sensata esperienza” (citando indegnamente Leonardo) nel senso stretto del termine. A chi non è capitato di ritrovare il proprio olio cristallizzato? (specialmente nelle fredde giornate che stiamo trascorrendo? ;-) ).
Io stesso infatti, entrando in dispensa ho avuto sorpresa della sensibile differenza tra il grado di cristallizzazione di due oli acquistati, la medesima che potete cogliere voi stessi nella foto (a destra l’olio più cristallizzato).
Il punto è che si può trarre da una semplice esperienza quotidiana, e apparentemente banale, una valutazione qualitativa di livello gastronomico e nutrizionale non indifferente, con una casualità, di tipo molecolare.

Andiamo con ordine:

qual’e la composizione chimica degli Oli di oliva Extra Vergine (OEVO)?

Qui sotto compare una tabella che descrive le percentuale in acidi grassi dell’olio extravergine d’oliva.

 

Cake composizionale media della frazione di acidi grassi che compongono i principali Oli Extra Vergine d’Oliva

Posta questa prima approssimativa caratterizzazione quali sono le proprietà dei grassi che, nel caso suddetto, ci interessano?

1. Proprietà termiche:

il punto di fusione e il calore di fusione dei lipidi, dipendono dal grado di impacchettamento delle molecole di triacilgliceroli nell’ambito dei cristalli formatisi: maggiore è l’impacchettamento effettivo, più alto sarà il punto di fusione e l’entalpia di fusione (dal greco enthalpein che significa proprio scaldare: rappresenta la quantità di energia che viene scambiata da un sistema con l’ambiente esterno e che in questo caso può assumersi riferita esclusivamente al calore che forniamo al sistema stesso). Quindi il punto di fusione ed il calore di fusione di triacilgliceroli puri, tendono a salire man mano che la catena idrofobica diviene più lunga. Inoltre questi valori saranno maggiori nel caso degli acidi grassi saturi rispetto agli insaturi, per gli acidi grassi non ramificati rispetto a quelli non ramificati o per i triacilgliceroli che presentano una distribuzione simmetrica degli acidi grassi sulla molecola di glicerolo e ancora maggiori per le forme trans rispetto alle cis.
Conoscere le proprietà termiche dei lipidi è importante perché permette di attualizzarle per diversi tipi applicazioni industriali o comunque alimentari. La loro stabilità termica dipende dai punti di fumo, flash e combustione.
Il primo di questi è facilmente sperimentabile perché rappresenta la temperatura alla quale l’olio comincia a fumare, producendo dei composti volatili particolarmente tossici come l’acroleina, che presentano dei risolti negativi sullo stato di salute del consumatore, considerando, in questo caso l’attività tossica per le mucose gastrica e respiratoria che la molecola presenta. Questo accade specialmente durante importanti stages di utilizzazione dell’olio ad elevate temperature (come ad esempio durante la frittura…).
I punti di flash e combustione dell’olio rappresentano nient’altro che le temperature alle quali i composti volatili prodotti dalla degradazione della molecola idrocarburica forniscono rispettivamente una fiamma che non sostiene a lungo la combustione oppure che possono continuare a bruciare.
2. Contenuto in grassi solidi nell’olio:lo stato fisico dei lipidi negli alimenti è in genere caratterizzato in termini di Contenuto di Grassi Solidi (Solid fat content o SFC), qual è la frazione (da 0 a 1) o la percentuale (da 0 al 100%) di lipidi che sono solidi ad una determinata temperatura. La dipendenza della temperatura del SFC è uno dei criteri più importanti che influenzano la selezione dei lipidi durante i procedimenti industriali che riguardano molti cibi a base lipidica.
L’andamento della fusione di una miscela pura di un triacilgliceride e di un tipico grasso edibile è mostrata nella figura qui sotto.
Il contenuto di grassi solidi cade dal 100 % a 0 quando al temperatura raggiunge il punto di fusione. Per un triacilgliceride puro il passaggio solido liquido avviene nell’ambito di uno stretto intervallo di temperature vicino alla temperatura di fusione (Fig.2)
Il punto di fusione di questo triacil gliceride, dipenderà dalla lunghezza della catena idrocarburica, dal grado di ramificazione, dai gradi di insaturazione dell’acido grasso e dal posizionamento dei doppi legami lungo la catena.
Viceversa la maggior parte dei grassi edibili contiene un mix di differenti triacilgliceroli che presenta ciascuno un tipico punto di fusione e quindi generalmente essi fondono al di sopra di un ampio range di temperature e non al si sopra di un determinato punto come avveniva per il tracilgliceride puro.

Fig.2 Comparazione tra i profili di fusione di un trigliceride puro e un tipico grasso edibile. Quest’ultimo fonde al di sopra di un range di temperature più esteso perchè consiste in una miscela di acidi grassi differenti ( che compongono il trigliceride).

Qui viene il bello :8 :
Il curve di fusione di un grasso edibile NON e’ semplicemente la somma pesata delle curve di fusione dei triacilgliceroli di cui è formato, perché i triacilgliceroli che fondono ad alte temperature divengono solubili in quelli che presentano punti di fusione più bassi!! Per esempio in una miscela 50:50 di trioleilglicerolo (tre molecole di acido oleico piu una di glicerolo) e di tristearina (3 molecole di acido stearico e una di glicerolo) è possibile disciogliere il 10% di trisetarina solida nel 60% di trioleina liquida. La solubilità di un componente solido in uno liquido può essere predetta assumendo che essi abbiano dei punti di fusione largamente differenti (ecco l’equazione incriminata ;-) ):

ln x= (ΔHfus/R) (1/Tmp-1/T)

dove, x è la solubilità del composto ad alto punto di fusione nel composto a basso punto di fusione, ΔHfus è il calore di fusione.
Inoltre le caratteristiche dei lipidi negli alimenti dipendono dalla natura dei cristalli presenti (forse per questa volta abbiamo esagerato e non approfondiamo oltre fenomeni come il supercooling etcetc).

Perché questo ricorso all’empirico quando si parla di olio (o di alimenti in genere?). Nonostante vi sia un’ inevitabile complessità di compendio e di calcolo, potremmo dire, che se non siamo esattamente ciò che mangiamo, in questo caso, la chimica dell’alimento (e anche le sue equazioni) sono esattamente ciò che mastichiamo!
Ad esempio è importante che la margarina prodotta industrialmente sia abbastanza solida da mantenere la propria forma quando è conservata in frigorifero o mantenuta a temperatura ambiente, ma sia soffice abbastanza da essere spalmabile con un coltello. In più è importante che la fusione dei cristalli di grasso durante la masticazione sia tale da provvedere ad un adeguata sensazione organolettica.

Conclusioni alimentari quotidiane:
Potremmo, dunque, in assenza di un profilo composizionale adeguato che descriva i due oli, osare un giudizio qualitativo sui nostri “campioni”. Infatti, rispetto a quello che abbiamo detto fin’ora, l’olio che presenta un minor grado di cristallizzazione, avrà per giunta un contenuto di acidi grassi insaturi, maggiore! Considerando che la quota più rilevante nell’Olio Extravergine d’oliva è rappresentata dall’acido oleico, immaginiamo che esso sia percentualmente più presente.
Ma chi ci vieta di immaginare che la maggiore “liquidità” non sia fornita (se pur in percentuali bassissime) anche da quella tipologia di acidi grassi che svolgono un ruolo di fondamentale interesse per la salute? (parliamo degli ω-3 e ω-5,6 che hanno un evidente ruolo sul miglioramento dell’emodinamica e degli stati di infiammazione ematica dell’organismo, nonché sui processi cognitivi e di sviluppo neurologico anche dei più piccoli).

Alla prossima!

Alessandro

Scritto il  22 Aprile 2010

01

La chimica e la fisica della pasta nel nostro piatto ???

Ebbene si! :lol:

Anche il quotidiano piatto di pasta può trovare in sé una eccellenza molecolare.
Diverse fonti attribuiscono alla pasta origini disparate, c’è chi cita i cinesi, che gli arabi… ma è indiscutibile che un piatto di “spaghetti al ragù” siano icona di italianità nel modo!!

piatto spaghetti

Il DPR 187/01 sancisce i regolamenti circa la produzione degli sfarinati e le caratteristiche legali previste per la pasta di semola e di grano duro nonché per la pasta all’uovo.
Quest’ultima dovrebbe essere preparata con semola di grano duro (se siete proprio interessati circa gli ingredienti ammessi nella produzione industriale della pasta potete consultare, il DM 119/96…), fatta eccezione per le paste fresche con l’aggiunta di almeno 4 uova, di peso complessivo non inferiore a 200g/Kg. La pasta all’uovo è certamente interessante dal punto di vista nutrizionale considerando il maggiore apporto di proteine che conferisce l’aggiunta di uova all’impasto (citando il DPR 187/01 il tenore minimo di proteine espresso con qnt. di Azoto x 5,70 è di 12,50).

Fatte queste considerazioni preliminari e necessarie, poiché aprire il capitolo sulla pasta significherebbe non chiuderlo prima di decine e decine di pagine, oggi vorremmo provare ad approfondire il ruolo che la tecnica e la composizione chimica della pasta (in modo particolare la pasta secca) ha nel nostro piatto, ad un livello di “zoom” cui non si è abituati a pensare, di solito!

Sulla qualità del prodotto finale, incidono 3 fattori di fondamentale importanza:

  1. Qualità e dimensioni delle particelle di semola (piccole o grandi?);
  2. Sistema di trafilatura della pasta (bronzo o Teflon?);
  3. Temperatura di essiccamento della pasta (alte o basse?).

Esistono due tipi di farina di semola, che si distinguono innanzi tutto in base alla dimensione delle particelle dalle quali sono costituite:

  • una proviene da un macinazione grezza del grano, che fornisce alla farina un 50% circa di particelle con diametro superiore a 425 microm (= un milione di volte più piccole di  4 metri circa);
  • l’altra da una lavorazione più fine che dà una farina certamente più sottile al tatto, per questo composta per il 50 % da particelle con diametro inferiore ai 250 microm!!

particella di semola

Ad un livello di produzione della pasta quale quello casalingo, è evidente che, a seconda della percentuale di H2O aggiunta all’impasto, fornirsi di una materia prima più grezza, significa donare alla pasta una consistenza totalmente diversa e certamente più rugosa  e tenace, rispetto all’utilizzo della farina più raffinata. Inoltre, un importante processo di raffinamento,  impone uno stress meccanico che agisce sull’integrità delle proteine (glutine principalmente) e degli zuccheri (amido) della pasta, il che può riflettersi ulteriormente sulle proprietà chimico fisiche di lavorazione della stessa, che ne risulterà compromessa, specialmente nei termini di estensibilità e omogeneità dell’impasto.

In più, pur se con degli effetti difficilmente percepibili nell’ordinario, aumentare la quota di proteine e zuccheri semplici disponibili nell’impasto, significa aumentare le possibilità di reazioni incrociate  tra questi, come il buon Maillard  ci insegna!!! (vedi più avanti).
E questo è quel che pensa la maggior parte dei produttori di pasta a livello industriale nella nostra nazione!
Anche l’occhio aiuta! Infatti osservando da vicino qualsiasi taglio di pasta ottenuto da impasti che presentano una quantità percentuale maggiore  di semola grezza rispetto a quella più lavorata, vi accorgerete che sono presenti delle piccole macchioline quasi saline e di color avorio (in linguaggio scientifico “spots”) che sono assenti in paste che provengono da impasti più “raffinati”.

img_0857.JPG

Detto questo, siamo solo all’inizio! Infatti il passo successivo sarà ottenere il taglio desiderato tramite passaggio in trafila:

trafile bronzo

(immagine trafile della Coltelleria Pavullese)

Sebbene appaia ripetitivo luogo comune, saprete che l’avanzare della tecnologia non sempre porta con sé i desiderati vantaggi. A nostro parere è stato così per l’introduzione di trafile in Teflon che via via, hanno soppiantato le più  antiche in bronzo. In realtà ultimamente, anche i marchi industriali con maggiore notorietà hanno ripreso a utilizzare trafile in bronzo e speriamo che il trand sia in aumento per tutte!
La pasta di Gragnano fa di questo un cavallo di battaglia, rendendola a tutti i gastronomi, specialità nel mondo.

Ma perché tutta questa differenza tra Teflon e bronzo??

La risposta si riflette sulle proprietà della pasta, quali:

  • resistenza alla rottura;
  • porosità.

La prima, (i più avidi lettori di food-blog lo sapranno), ha inspirato il post del Prof. Dario Bressanini nel suo Blog Le Scienze per Repubblica, che rimandava al curioso articolo circa la dinamica fisica di rottura dello spaghetto!

Oltre a ciò, la cosidettà “breaking strenght” è un parametro monitorabile in laboratorio (con un dinamometro) e misurabile in Newton (N), che esprime la forza con la quale uno spaghetto si oppone alla frattura.
Sebbene non con la stessa sensibilità di un dinamometro, i più attenti possono cogliere anche a casa propria,  questa sensata esperienza.  La resistenza, sarà quindi influenzata in primo luogo dalla porosità della pasta, che disomogenea nella sua lunghezza, fornirà una minore resistenza alla frattura.
Perciò ci aspettiamo che sistemi di produzione come quelli della pasta artigianale, conferiscano una maggiore suscettibilità alla rottura rispetto alle produzioni industriali.
La temperatura inoltre favorisce la rottura: l’essiccamento ad elevate temperature (80-90 C°), favorisce la denaturazione delle proteine del glutine, che nella nuova conformazione formeranno più facilmente un reticolato, irrigidente la matrice della pasta.

denaturazione glutine

Le due cose, si capisce, sono connesse e la trafilatura in bronzo aumenta infatti la porosità, come si può vedere da queste immagini.

(A) pasta ottenuta mediante trafilatura in Teflon 
(B) pasta ottenuta mediante trafila di Bronzo
(foto ottenuta da:
Food Research International 41 (2008) 646–652).

In termini meno molecolari, la porosità è una qualità particolarmente ricercata dal consumatore! (vedesi anche le celebri trovate pubblicitarie a proposito “sfoglia grezza giovanni rana”).
Infatti una maggiore rugosità richiama una maggiore quantità di condimento che fornisce maggiore sapore.

Infine per quanto riguarda le fasi di essiccamento, è rinomato che esse possano svolgersi per periodi prolungati a basse/medie temperature (50-60 °C) oppure per tempi inferiori a temperature più elevate (80-90 °C), entrambe in ambienti ventilati, rigorosamente controllati in termini di temperatura e umidità.

Quale delle due tecniche è da ritenersi migliore?!

Certamente la prima…
Infatti se la perdita dell’acqua dall’alimento è particolarmente sostenuta,  i protagonisti della reazione di Maillard (ovvero zuccheri e composti contenenti azoto amminico) tendono a reagire tra di loro formando dei complessi che contemporaneamente danno colore e sequestrano composti nutritivi essenziali come gli amminoacidi provenienti dal grano.
Ne viene, che la pasta assumerà una colorazione più giallognola ed omogenea piuttosto che variabilmente chiara (come è facilmente visualizzabile nella foto qui sotto: A. pasta essiccata ad elevate temperature, B. pasta essiccata a basse temperature).

confronta pasta

(A) pasta ottenuta mediante trafilatura in Teflon 
(B) pasta ottenuta mediante trafila di Bronzo

Infatti anche in questo caso ne risente la rugosità della pasta perché le alte temperature di essiccamento causano lo “shrinkage” (restringimento) delle proteine superficiali, che lasciano vere e proprie cavità sulla pasta!La reazione di Maillard durante il processo di essiccamento della pasta secca, ha i suoi risvolti anche da un punto di vista nutrizionale. Se infatti, immaginiamo che il composto azotato della reazione di Maillard (come in figura) sia una Lisina (Lys, uno degli 8 L-amminaocidi non sintetizzabili dal nostro organismo e quindi ESSENZIALI), il composto di Amadori o do Heyns che si viene a formare in prima istanza, ovvero prima che la reazione prosegua ulteriormente a formare le melanoidine (avete presente la “crosta” di mozzarella inlavabile sul fondo del tegame…?!) avrà già sequestrato l’amminoacido di cui abbisognamo.

Reazione Maillard finale

Parlo di Lisina non per nulla, dal momento che in quanto essenziale è purtroppo scarsamente presente nel corredo ammianoacidico di cui è costituita la pasta: per questo paste essiccate ad alta temperatura saranno ulteriormente prive diell’amminaocido essenziale! Spesso infatti si consiglia di abbinare al piatto di pasta il legume, ricco in Lisina e povero di amminoacidi solforati (ovvero contenenti Zolfo), di cui, versa vice è ricca la pasta!

E dopo tutte queste provocazioni? :? (Alias consigli pratici!)

Quando andiamo a fare la spesa:

  1. occhio al colore della pasta, sarà meglio quella di colore meno intenso o chiara;
  2. la consistenza al tatto deve essere visibilimente rugosa e farinosa; inoltre se provate a spezzarla, nonostante la tenacità sarà meglio se si spezza piu facilmente!
  3. occhio al sistema di trafilatura, che deve essere rigorosamente di bronzo;
  4. se il marchio lo consente o se ne avete la possibilità, attenzione alle materie prime utilizzate;
  5. attenzione alla cottura, rigorosamente al dente, mi raccomando!

.. il tutto verrà a favore del vostro palato e della vostra salute!

Buon Appetito!

Alla prossima,

Alessandro Grosso


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Scritto il  17 Gennaio 2010

Codice

CODICE DI AUTOREGOLAMENTAZIONE DELL’ENOGASTRONOMIA MOLECOLARE ITALIANA

(a cura di mangibene.it)

  1. Rispetta la cultura e la tradizione enogastronomica Italiana
  2. Utilizza esclusivamente ingredienti naturali Italiani di qualità
  3. Studia ed esperimenta cosa avviene a livello chimico/fisico ricercando nuove tecniche di produzione, cottura, accostamento, nuovi sapori e di conservazione degli alimenti 
  4. Le innovazioni tecniche devono migliorare, esaltare, perfezionare ma mai snaturare le caratteristiche organolettiche delle materie prime
  5. Il benessere per il consumatore, i valori nutrizionali ed organolettici degli alimenti sono principi fondamentali ed irrinunciabili da rispettare e non dovranno in nessun modo essere disattesi a favore degli aspetti estetici, economici o commerciali

  

«Nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si trasforma.»  (Antoine Lavoisier)

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Scritto il  22 Dicembre 2009